Устройство для решения обратной задачи теплопроводности

 

-Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Целью изобретения является расширение, функциональных возможностей за счет :учета коэффициентов теплообмена.. Устройство содержит два цнфроаналоговых преобразователя, три коммутат тора, два ключа, RC-сетку, дифференциальный усилитель, блок задания температуры среды, два компаратора, блок переменных {Резисторов, блок сервоприводов преобразователь перемещений в Н лряжение, блок деления и блок регистрации. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 06 G 7/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3919978/24-24 (22) 22.05.85 (46) 07.12.86. Бюл. В 45 (71) Одесский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) В.Е.Прокофьев, В.И.Коновец и П.В.Иысак (53) 681.343(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 297970, кл. G 06 С 7/46, 1969., Авторское свидетельство СССР

Р 830432, кл. G 06 G 7/56, 1978.

„„SU„„1275487 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ (57).Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Целью изобретения является:расширение функциональных возможностей за счет .учета коэффициентов теплообмена., Устройство содержит два цифроаналоговых преобразователя, три коммута; тора, два ключа, RC-сетку, дифферен циальный усилитель, блок задания температуры среды, два компаратора, блок переменных резисторов, блок сервоприводов преобразователь перемещений в напряжение, блок деления

Р и блок регистрации. 1 ил, Щ

1275487

30

45

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет учета коэффициентов теплообмена.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит цифроаналоговый преобразователь 1, блок 2 переменных резисторов, коммутатор 3, RC-сетку 4, блок 5 задания температуры среды, цифроаналоговый преобра- . зователь 6, дифференциальный усилитель 7, ключ 8, инвертор 9, усилитель 10, компаратор 11, ключ 12, коммутатор 13, блок 14 сервоприводов, преобразователь 15 перемещения в напряжение, блок 16 коммутации, блок

l7 деления, блок 18 регистрации и компаратор 19. Блок 5 содержит генератор 20 тактовых импульсов, счетчик

21 и дешифратор 22.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы генератора 20 пересчитываются счетчиком 21. В соответствии с двоичным кодом состояния счетчика

21 на том или ином выходе дешифратора 22, которые одновременно являются выходами блока 5, появляется имл 1 пульс длительностью = — — где

2 П К

f — частота генератора 20.

Напряжение с выхода "Аналог температуры среды" через соответствующий переменный резистор 2 блока и комму- татор 3 подается на вход RC-сетки 4.

На входы дифференциального усилителя 7 поступает напряжение внутренней узловой точки RC-сетки 4 и напряжение с выхода ЦАП 6, которое пропорционально температуре во внутренней узловой точке тела. Если ток — аналог граничного теплового потока втекает в RC-сетку и напряжение на вы.ходе ЦАП 6 больше напряжения внутренней контрольной точки сетки, то сигнал рассогласования с выхода дифференциального усилителя 7 через ключ

8 поступает на вход усилителя 10.

При появлении на K-x управляющих входах коммутаторов 3 и 13 импульса с блока 5 замыкаются соответствующие ключи. Сигнал с выхода усилителя 10 через ключ 12 и К-й замкнутый ключ коммутатора 13 поступает на управляющую обмотку К-го сервопривода блока 14, ротор которого, вращаясь, изменяет положение движка К-ro переменного резистора блока 2, а следовательно, величину его сопротивления, что приводит к увеличению напряжения во внутренней точке RC-сетки. В момент времени (К+1) с приходом следующего импульса с блока 5 замыкается очередная пара ключей в коммутаторах 3 и 13 и сигнал рассогласования управляет величиной (К+1) переменного резистора блока 2, и так далее. Таким образом каждый период решения разбивается импульсами блока

5 на интервалы (участки аппроксимации). За время каждого интервала происходит изменение сопротивления одного из переменных резисторов блока 2 на величину, пропорциональную сигналу ошибки.

При смене направления протекания тока через переменный резистор блока

2 сигнал на выходе компаратора 19 меняет свой знак. В результате происходит переключение ключа 8, и сигнал рассогласования, поступая с выхода дифференциального усилителя 7 через ключ 8 на вход инвертора 9 и далее через усилитель 10, ключ 12 и коммутатор 13 на управляющую обмотку соответствующего сервопривода блока 14, вызывает увеличение сопротивления переменного резистора 2 и, следовательно, увеличение напряжения во внутренней точке RC-сетки. Таким образом, нанряжение во внутренней точке ЕС-сетки от цикла к циклу стремится совпасть с напряжением на выходе ЦАП 6.

Если на К-м шаге Н-го цикла выходное напряжение дифференциального усилителя 7 становится меньше или равным некоторой наперед заданной малой величины Я, определяемой напряжением на втором входе компаратора 11 (U<), то выходной сигнал компаратора становится равным нулю, ключ 12 размыкается и разрывает цепь управления

К-м переменным резистором блока 2, величина которого в этом цикле не изменяется.

Решение считается законченным, когда напряжение на выходе дифференциального усилителя 7 (сигнал ошибки) в течение всего очередного периода решения меньше либо равно U<, при этом ключ 12 разомкнут и положение переменных движков резисторов блока 2 не изменяется.

1 275487

Блок 18 регистрации предназначен для индикации полученного решения.

Блок 16 коммутации последовательно подключает выходы .. многоканального преобразователя 15 перемещений в напряжение к первому входу блока 17 деления, на второй вход которого подается напряжение 11 „,, моделирующее коэффициент пропорциональности между величиной искомого нестационарно- >0 го коэффициента теплообмена и величиной переменного резистора блока 2 (напряжением на выходе преобразователя, углом поворота вада сервопривода). Полученные значения коэффициен- 1 та теплообмена выводятся на блок 18.

Формула и з обретения

Устройство, для решения обратной задачи теплопроводности, содержащее первый и второй коммутаторы, RC-сетку, первый и второй цифроаналоговые е преобразователи, блок задания температуры среды, группа разрядных выхо- 25 дов которого соединена с группами разрядных входов первого и второго цифроаналоговых преобразователей и с группами управляющих входов первос

ro и второго коммутаторов, первый и 30 второй компараторы, усилитель, дифференциальный усилитель, блок сервоприводов, группа выходов которого подключена к группе входов задания проводимостей блока переменных резисторов, группа выходов которого соединена с группой информационных входов первого коммутатора, выход которого соединен с граничным узлом

RC-сетки, выход первого цифроанало- 40 гового преобразователя подключен к группе входов блока переменных резисторов, группа входов блока сервоприводов соединена с группой выходов второго коммутатора, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет учета коэффициентов теплообмена, в него введены два ключа, инвертор, блок регистрации, блок деления, блок коммутации и преобразователь перемещения в напряжение, группа выходов которого подключена к группе информационных входов блока коммутации, выход которого соединен с первым входом блока деления, выход которого подключен к входу блока регистрации, вход задания коэффициеита теплообмена устройства соединен с вторым входом блока деления, группа разрядных выходов блока задания . температуры среды подключена к группе управляющих входов блока коммутации, выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом первого компаратора, второй вход которого подключен к граничному узлу RC-сетки, центральный узел которой соединен с первым входоИ диф ференциального усилителя, выход которого подключен к информационному входу первого ключа и первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с входом задания опорного напряжения устройства, выход второго компаратора подключен к управляющему входу второго ключа, информационный вход которого соединен с выходом усилителя, вход которого соединен с выходом инвертора и первым входом первого ключа, второй выход которого подключен к входу .инвертора, выход второго ключа соединен с информационным входом второго коммутатора.

1275487

Составитель В.Рыбин

Редактор О.Юрковецкая Техред В.Кадар Коррект р В.Бутяга

Заказ 6564/43 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-3$, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4